漫步到宇宙尽头

作者简介

李 然 *****天文台星云人才计划研究员 英国皇家学会牛顿访问学者 ***青年创新促进会成员 北京大学天文系博士 《星际穿越》联合翻译 翻译的作品《星际穿越》曾获“2015全国**科普图书”“第十一届问津图书奖”等多个奖项 知乎ID：狐狸先生 知乎“天体物理”领域**回答者 知乎“盐CLUB”荣誉会员

内容简介

地球绕着太阳转 我们的世界，从诞生以来就一直围绕着一个巨大 的火球年复一年地转动，永不止息。 这并不是显而易见的事实——人类从地球获得的 经验恰恰与此相反——大地似乎才是亘古不变、稳定 不动的，太阳从东方升起，从西方落下，划分*夜。 太阳的地位在古代神话中也有所反映，它往往扮演了 一个对人世重要但对天庭无关紧要的角色。例如，在 希腊神话中，太阳仅仅是阿波罗（Apollo）手中的金 球；在中国古代神话中，太阳也不过是天神的马车上 的车轮。在人类的*常经验中，太阳和月球的大小似 乎相差不多。这也对人类认识太阳和地球的关系造成 了障碍。人们自然而然会觉得太阳和月球是地位类似 的天体，因为从视觉上来说，它们都在离地球差不多 遥远的地方。 为了研究天体运动，古希腊天文学家提出了“天 球”的概念。这是一个假想的球面，以观察者或者地 球的中心为中心。*月和夜晚的星辰，都可以在这个 球面上标出来。大多数星辰在天球上的相对位置似乎 永远不变，因此被称作恒星。星空以一年为周期围绕 地球转动。对北半球中纬度的观测者来说，每年的夏 夜，他们总是在天顶附近看到明亮的织女星和**星 隔着银河相望。到了冬季，整个天空*亮的恒星—— 天狼星就会如约出现在东南方向。古希腊天文学家将 夜空中的恒星划分为不同的星座以方便人们记忆。每 年的同一个夜晚，天空中出现的星座总是相同的（整 个天空有88个不同的星座）。 太阳和其他恒星不同，它在天球上的位置会移动 。如果我们让大地变成透明的，并且暂时抽去地球上 的大气，我们就可以在任何时刻看见整个天空的星辰 。我们会发现，4月的时候，太阳和白羊座的恒星待 在一起，8月的时候会移动到狮子座，而隆冬12月时 则从蛇夫座移入人马座。每一年，太阳都会沿着这条 线路走一圈，途经13个星座1。太阳在天球上的这条 路径被称作黄道，相对应的星座有时被称作黄道星座 。 除了月亮，在天球上还有5个天体的行为明显有 别于恒星，它们就是水星、金星、火星、木星、土星 。这5个天体都明亮而容易用肉眼观察。尤其金星， 是夜空中仅次于月亮的明亮天体，比夜空中*亮的恒 星天狼星明亮20倍。人们称这五颗亮星为“行星”， 因为和静止不动的恒星不同，它们在天球上的运动显 而易见。例如，木星以12年为一周期在天球上运转。 中国古代天文学家将其称作岁星，并以此为基础制定 了地支纪年。 如何理解这些天体的运动？古希腊天文学家认为 ，宇宙实际上是由一系列同心圆构成，地球处在圆心 ，太阳、月亮、水星、金星、火星、木星、土星，每 一个天体占据了一层宇宙，在同心圆上绕着地球转动 。而其他星体则集体在*外层占据了一个球面，这个 球面绕着天轴转动。这种宇宙观反映了当时的哲学理 念：宇宙应该是**的，天体系统应该永恒平稳地运 转。 P4-6